【正文】 define uint unsigned int 畢業(yè)設(shè)計論文 第 18 頁 共 32 頁 sbit rs=P1^5。通過最終驗算，所測數(shù)據(jù) 98%在合格范圍內(nèi)，能達到一般精度等級。將 k， D 這兩個參數(shù)帶入程序中就可顯示最終的結(jié)果。其中 k和 d 是所求的參數(shù)。標定值為： 0~85,86~170,171~255. 數(shù)據(jù)采集 在標定好數(shù)據(jù)之后，從標定的范圍中選取三組數(shù)據(jù)進行數(shù)學分析和計算，從而得出轉(zhuǎn)換所需要的參數(shù)，表 是所選取的三組數(shù)據(jù)： 表 數(shù)據(jù)采集 實際電流值 I（ mA） 標定范圍 顯示數(shù)據(jù) D 100 0~85 51 180 86~170 92 500 171~255 252 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計算 數(shù)據(jù)在采集好之后，要對其進行處理。這樣單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)和 P0 口傳到P2 口的數(shù)據(jù)之間不會產(chǎn)生干擾，可以分時傳送數(shù)據(jù)。 單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸程序和外部中斷程序 單片 機在執(zhí)行數(shù)據(jù)顯示的程序時，有 P0 口傳送到 P2 的數(shù)據(jù)和單片機內(nèi)本身傳送給 P2 的 “current flow”數(shù)據(jù)，為了防止兩個數(shù)據(jù)發(fā)生干擾，于是選擇應(yīng)用中斷程序。 bf 的置位由液晶顯示器自動執(zhí)行。在此期間， D7管腳除了傳輸數(shù)據(jù)和指令還兼做判斷 busy flag（以下簡稱 bf）寄存器的指示端。液晶顯示器共有 16 個管腳 ，數(shù)據(jù)指令傳送端 D0~D7，還有數(shù)據(jù)和地址命令切換端 rw， rs。在數(shù)據(jù)輸出完成后， oe 管腳要置于低電平，以為下次數(shù)據(jù)輸出做準備。 畢業(yè)設(shè)計論文 第 15 頁 共 32 頁 3 電流檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計 AD 轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計 數(shù)據(jù)采集是由 ADC0808 實現(xiàn)的， ADC0808 是以逐次逼近原理進行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。如 EA 端為高 電平（接 Vcc 端）， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的D0 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 ALE／ PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 畢業(yè)設(shè)計論文 第 14 頁 共 32 頁 單片機除了 4 個端口外，還有其他引腳，在這里簡單介紹一下： RST：復位輸入。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 Flash編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 P2 口： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 畢業(yè)設(shè)計論文 第 13 頁 共 32 頁 與 AT89C5l 不同之處是， 和 還可分別 作為定時／計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ／ T2）和輸入（ ／ T2EX）。對端口寫 “l(fā)”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程 序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。圖 為單片機的引腳圖： 圖 單片機引腳圖 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I／ O 口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復用口。 AT89C51 能處理各類信號，在信號送達后單片機內(nèi)的各個存儲器和寄存器開始相應(yīng)的動作來完成所要求的結(jié)果。 通常推薦的初始化過程： 延時 15ms 寫指令 38H 延時 5ms 寫指令 38H 延時 5ms 寫指令 38H 延時 5ms （以上都不檢測忙信號） （以下都要檢測忙信號） 寫指令 38H 寫指令 08H 關(guān)閉顯示 寫指令 01H 顯示清屏 寫指令 06H 光標移動設(shè)置 畢業(yè)設(shè)計論文 第 11 頁 共 32 頁 寫指令 0cH 顯示開及光標設(shè)置 單片機通過以上指令集和相應(yīng)的 ASCII 碼表顯示數(shù)據(jù)。光標加 1)， N=0(讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減 1 amp。 顯示地址 ： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 畢業(yè)設(shè)計論文 第 10 頁 共 32 頁 40H 41H 42H 43H 44H 45H 46H 47H 48H 49H 4AH 4BH 4CH 4DH 4EH 4FH LM016L通過 D0~D7 的 8 位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。圖 是 LM016L 的 16 進制 ASCII 碼表 。 工作時序 ： 讀寫操作時序如圖 和 所示： 畢業(yè)設(shè)計論文 第 9 頁 共 32 頁 圖 讀操作時序 圖 寫操作時序 字符集 ： LM016L 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A”。 7 DB0 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0 位（最低位） 8 DB1 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1 位 9 DB2 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2 位 10 DB3 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3 位 11 DB4 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4 位 12 DB5 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5 位 13 DB6 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6 位 14 DB7 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7 位（最高位）（也是 busy flang） 15 BLA 背光電源正極 16 BLK 背光 電源負極 寄存器選擇控制表如下表 ： 表 寄存器選擇控制表 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令寄存器（清除屏等） 0 1 都 busy flag（ DB7），以及讀取位址計數(shù)器（ DB0~DB6）值 1 0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 注 ： E=H 脈沖 ——開始時初始化 E 為 0，然后置 E 為 1，再清 0。 CGRAM 是為用戶編寫特殊字符留用的，它的容量僅 64 字節(jié)，可以自定義 8 個 5*7 點陣字符或者 4 個 5*10 點陣字符，AC 可以存儲 DDRAM 和 CGRAM 的地址，如果地址碼隨指令寫入 IR,則 IR 自動把地址碼裝入 AC，同時選擇 DDRAM 或 CGRAM 但愿， LM016L液晶模塊的引腳如圖 所示： D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L 圖 LM016L 引腳圖 引腳說明： LM016L 字符型 LCD 通常有 14 條引腳線或 16 條引腳線的 LCD，多出來的 2 條線是背光電源線 VCC(15 腳 )和地線 GND(16 腳 )，其控制原理與 14 腳的 LCD 完全一樣，畢業(yè)設(shè)計論文 第 8 頁 共 32 頁 表 是 LM016L的引腳功能 表 LM016L引腳功能 引腳 符號 功能說明 1 VSS 一般接地 2 VDD 接電源（ +5V） 3 V0 液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度） 4 RS RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時選擇指令寄存器 5 R/W R/W 為讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操 作。所以這里有必要對 LM016L進行簡單的介紹： LM016L液晶模塊采用 HD44780控制器， HD44780具有簡單而功能較強的指令集，可以實現(xiàn)字符移動，閃爍等功能， LM016L 與單片機 MCU 通訊可采用 8 位或 4 位并行傳輸兩種方式， hd44780 控制器由兩個 8 位寄存器，指令寄存器（ IR）和數(shù)據(jù)寄存器（ DR）忙標志（ BF），顯示數(shù) RAM（ DDRAM），字符發(fā)生器 ROMA（ CGOROM）字符發(fā)生器 RAM（ CGRAM），地址計數(shù)器 RAM(AC)。工作時序如圖 所示： 圖 ADC0808 工作時序圖 極限參數(shù)： 電源電壓（ Vcc）： 畢業(yè)設(shè)計論文 第 6 頁 共 32 頁 控制端輸入電壓： ～ 15V 其它輸入和輸出端電壓： ～ Vcc+ 貯存溫度： 65℃ ～ +150℃ 功耗（ T=+25℃ ）： 875mW 引線焊接溫度： ① 氣相焊接（ 60s）： 215℃ ； ② 紅外焊接 (15s)： 220℃ 抗靜電強度： 400V 輸出端注意： out7 為最低位 out0 為最高位， out7out0 分別接單片機的 到 端。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可 用作中斷申請。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復位。 ADC0808 的工作過程是：首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。當 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量 CLK：時鐘脈沖輸入端。 圖 ADC0808 3．外部特性（引腳功能） ADC0808 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖 所示。其內(nèi)部有一個 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 直 流 電 流霍 爾 傳 感 器A D C 0 8 0 8 a t 8 9 c 5 2l m 0 1 6 l模 擬 量數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn) 換 信 號 圖 總體設(shè)計 此次設(shè)計的電流測量系統(tǒng)采集的是平均電流和有效電流，限于技術(shù)水平和硬件條件，不能測量動態(tài)電流。 畢業(yè)設(shè)計論文 第 2 頁 共 32 頁 1 電流測量系統(tǒng)的整體設(shè)計 電流測量系統(tǒng)的總體設(shè)計如下（圖 ）： 先由外部電路給 ADC0808 輸入數(shù)據(jù)，然后 ADC0808 由單片機（ AT89C51）編程控制實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換，然后經(jīng) 過轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳回單片機內(nèi)，經(jīng)過單片機處理，然后再經(jīng)過 LM016L液晶顯示器顯示出來。在研究方法上，要將理論與實踐結(jié)合起來，以嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度來實現(xiàn)系統(tǒng)的仿真運行。國內(nèi)許多廠商已經(jīng)開始研究基于單片機的測量電流的系統(tǒng)， 并且獲得了一定的研究成果，在精度方面達到了一定的水平。從總體上正從消化吸收，檢點應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性應(yīng)用階段過度和發(fā)展。我國對于電流測量技術(shù)的研究比較晚。目前正開發(fā)和研制計算機數(shù)據(jù)采集控制 系統(tǒng)的多音字綜合控制系統(tǒng)。顯示采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息進行指示、記錄和控制。這樣可以很方便的實現(xiàn)快速的對多個電流信號進行實時檢測。 simulation 畢業(yè)設(shè)計論文 I 目 錄 緒論 ............................................................................................................................................ 1 1 電流測量系統(tǒng)的整體設(shè)計 .................................................................................................... 2 2 電流檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .................................................................................................... 3 電流供給電路設(shè)計 ................................................